Ličio jonų baterijos yra plačiai naudojamos įvairiose srityse dėl didelio energijos tankio, ilgo veikimo ir ekologiškumo. Anodo elektrodo srutos yra vienas iš pagrindinių ličio jonų akumuliatorių komponentų, turinčių įtakos baterijų veikimui ir saugai. Todėl svarbu suprasti anodo elektrodo srutos paruošimo procesą ir atsargumo priemones.
Anodo elektrodo srutos paruošimo procesą galima suskirstyti į keturis etapus: žaliavos paruošimas, maišymas, padengimas ir džiovinimas.
Anodo elektrodų srutos žaliavos daugiausia apima aktyviąsias medžiagas, laidžias medžiagas, rišiklius ir tirpiklius. Aktyvios medžiagos yra pagrindinis ličio jonų ir elektronų šaltinis akumuliatoriuje, pavyzdžiui, grafitas, silicis, alavas ir jų lydiniai ar kompozitai. Laidžiosios medžiagos yra naudojamos srutos ir elektrodo elektriniam laidumui pagerinti, pavyzdžiui, suodžiai, grafenas ir anglies nanovamzdeliai. Rišikliai naudojami aktyviosioms medžiagoms ir laidžioms medžiagoms sujungti ir priklijuoti prie srovės kolektoriaus, pavyzdžiui, polivinilideno fluorido (PVDF), stireno-butadieno kaučiuko (SBR) ir karboksimetilceliuliozės (CMC). Tirpikliai naudojami rišikliams ištirpinti ir suspensijos klampumui reguliuoti, pvz., N-metil-2-pirolidonas (NMP), vanduo ir etanolis.
2. Maišymas
Maišymo etapas yra tolygiai paskirstyti aktyviąsias medžiagas, laidžias medžiagas ir rišiklius tirpiklyje, kad susidarytų vienalytė suspensija. Maišymo būdas gali būti mechaninis maišymas, ultragarso dispersija arba rutulinis malimas. Maišymo laikas, greitis ir temperatūra turi būti kontroliuojami atsižvelgiant į žaliavų savybes ir pageidaujamą srutų kokybę. Maišymo etapas yra labai svarbus norint pasiekti gerą srutos dispersiją, sukibimą ir dangos vienodumą.
3. Dengimas
Dengimo veiksmas yra padengti srutą ant metalinės folijos (dažniausiai vario), kaip srovės kolektoriaus, naudojant dengimo mašiną. Dengimo būdas gali būti apdirbimo peilis, plyšinis štampas arba purškimo danga. Dangos storis, greitis ir slėgis turi būti reguliuojami atsižvelgiant į suspensijos charakteristikas ir elektrodo reikalavimus. Dengimo etapas yra būtinas norint nustatyti elektrodo masės apkrovą, poringumą ir morfologiją.
4. Džiovinimas
Džiovinimo etapas yra tirpiklio pašalinimas iš padengtos srutos naudojant džiovinimo krosnelę arba karšto oro pūstuvą. Džiūvimo temperatūra, laikas ir atmosfera turi būti optimizuoti pagal suspensijoje naudojamo tirpiklio ir rišiklio tipą. Džiovinimo etapas yra svarbus norint pašalinti tirpiklio likučius, pagerinti rišiklio sukibimą ir pagerinti elektrodo stabilumą.
Anodo elektrodo srutos paruošimo atsargumo priemonės daugiausia apima:
- Tinkamų žaliavų parinkimas pagal akumuliatoriaus veikimo reikalavimus.
- Aktyvių medžiagų, laidžių medžiagų ir rišiklių santykio kontrolė pagal norimas srutų reologines ir elektrochemines savybes.
- Žaliavų ir srutų užteršimo ar oksidacijos išvengimas sandėliuojant ir tvarkant.
- Suspensijos filtravimas arba degazavimas prieš dengimą, kad būtų pašalinti oro burbuliukai ar nešvarumai.
- Reguliariai kalibruokite dengimo mašiną, kad būtų užtikrintas tikslus ir vienodas dangos storis.
- Tinkamai laikykite arba sukietinkite padengtus elektrodus, kad išvengtumėte įtrūkimų ar nulupimo.
Anodo elektrodo srutos paruošimas yra sudėtingas ir subtilus procesas, reikalaujantis kruopštaus projektavimo ir veikimo. Atlikus šiuos veiksmus ir atsargumo priemones, galima gauti aukštos kokybės anodo elektrodų suspensiją ličio jonų akumuliatoriams.
